ICE stempel. Indretning og formål

Brændstofblandingen, der brænder i motorcylinderen, frigiver varmeenergi. Så bliver det til en mekanisk handling, der får krumtapakslen til at rotere. Nøgleelementet i denne proces er stemplet.

Denne detalje er ikke så primitiv, som den kan virke ved første øjekast. Det ville være en stor fejl at betragte ham som en simpel pusher.

Stemplet er placeret i cylinderen, hvor det bevæger sig frem og tilbage.

Når det bevæger sig mod øverste dødpunkt (TDC), komprimerer stemplet brændstofblandingen. I en benzinforbrændingsmotor antændes den i et øjeblik tæt på maksimalt tryk. I en dieselmotor opstår tændingen direkte på grund af høj kompression.

Det øgede tryk af de gasser, der dannes under forbrændingen, skubber stemplet i den modsatte retning. Sammen med stemplet bevæger plejlstangen, der er leddelt med det, sig, hvilket får det til at rotere. Så energien fra komprimerede gasser omdannes til drejningsmoment, der overføres gennem transmissionen til bilens hjul.

Under forbrænding når temperaturen af ​​gasserne 2 tusinde grader. Da forbrændingen er eksplosiv, udsættes stemplet for kraftige stødbelastninger.

Ekstrem belastning og næsten ekstreme driftsforhold kræver særlige krav til design og materialer, der anvendes til fremstillingen.

Når du designer stempler, er der en række vigtige punkter at overveje:

• behovet for at sikre en lang levetid og derfor for at minimere slid på delen;
• forhindre udbrænding af stemplet ved højtemperaturdrift;
• sikre maksimal tætning for at forhindre gasgennembrud;
• minimere tab på grund af friktion;
• sikre effektiv køling.

Stempelmaterialet skal have en række specifikke egenskaber:

• betydelig styrke;
• maksimal mulig varmeledningsevne;
• varmebestandighed og evnen til at modstå pludselige temperaturændringer;
• den termiske udvidelseskoefficient skal være lille og være så tæt som muligt på cylinderens tilsvarende koefficient for at sikre god tætning;
• korrosionsbestandighed;
• antifriktionsegenskaber;
• lav densitet, så delen ikke er for tung.

Da det materiale, der ideelt set opfylder alle disse krav, endnu ikke er blevet skabt, er man nødt til at bruge kompromismuligheder. Stempler til forbrændingsmotorer er lavet af gråt støbejern og aluminiumslegeringer med silicium (silumin). I kompositstempler til dieselmotorer sker det, at hovedet er lavet af stål.

Støbejern er ret stærkt og slidstærkt, tåler stærk varme godt, har anti-friktionsegenskaber og lille termisk udvidelse. Men på grund af den lave varmeledningsevne kan støbejernsstemplet varme op til 400°C. I en benzinmotor er dette uacceptabelt, da det kan forårsage fortænding.

Derfor er stempler til forbrændingsmotorer til biler i de fleste tilfælde fremstillet ved stempling eller støbning af silumin, der indeholder mindst 13% silicium. Rent aluminium er ikke velegnet, da det udvider sig for meget ved opvarmning, hvilket medfører øget friktion og slid. Det kan være forfalskninger, som du kan løbe ind i, når du køber reservedele på tvivlsomme steder. For at forhindre dette i at ske, kontakt de pålidelige.

Aluminiumslegeringsstemplet er let og leder varme godt, så dets opvarmning ikke overstiger 250 ° C. Dette er ganske velegnet til forbrændingsmotorer, der kører på benzin. Antifriktionsegenskaberne af silumin er også ret gode.

Samtidig er dette materiale ikke uden ulemper. Når temperaturen stiger, bliver den mindre holdbar. Og på grund af den betydelige lineære ekspansion ved opvarmning, skal der træffes yderligere foranstaltninger for at bevare tætningen rundt om hovedets omkreds og ikke reducere kompression.

Denne del har form som et glas og består af et hoved og en styredel (nederdel). I hovedet er det til gengæld muligt at skelne bunden og tætningsdelen.

bund

Det er stemplets hovedarbejdsflade, det er det, der opfatter trykket fra ekspanderende gasser. Dens overflade bestemmes af typen af ​​enhed, placeringen af ​​dyser, stearinlys, ventiler og den specifikke CPG-enhed. For ICE'er, der bruger benzin, er den lavet flad eller konkav med ekstra udskæringer for at undgå ventildefekter. Den konvekse bund giver øget styrke, men øger varmeoverførslen, og bruges derfor sjældent. Konkav giver dig mulighed for at organisere et lille forbrændingskammer og give et højt kompressionsforhold, hvilket er særligt vigtigt i dieselenheder.

Tætningsdel

Dette er siden af ​​hovedet. Riller til stempelringe er lavet i den rundt om omkredsen.

Kompressionsringe spiller rollen som en tætning, der forhindrer lækage af komprimerede gasser, og olieskrabere fjerner smøremiddel fra væggen, hvilket forhindrer det i at komme ind i forbrændingskammeret. Olie strømmer under stemplet gennem hullerne i rillen og vender derefter tilbage til oliesumpen.

Sektionen af ​​den laterale side mellem kanten af ​​bunden og den øvre ring kaldes brand- eller varmezonen. Det er ham, der oplever den maksimale termiske effekt. For at forhindre udbrænding af stemplet er denne rem lavet bred nok.

Guide del

Tillader ikke stemplet at vride sig under frem- og tilbagegående bevægelse.

For at kompensere for termisk udvidelse er skørtet lavet krumlinjet eller kegleformet. På siden påføres normalt en antifriktionsbelægning.

Indeni er der bosser - to indløb med huller til stempelstiften, hvorpå hovedet sættes på.

På siderne, i området for knasterne, er der lavet små fordybninger for at forhindre termiske deformationer og forekomsten af ​​scoring.

Da stemplets temperaturregime er meget stressende, er spørgsmålet om dets afkøling meget vigtigt.

Stempelringe er den vigtigste måde at fjerne varme på. Gennem dem fjernes mindst halvdelen af ​​den overskydende termiske energi, som overføres til cylindervæggen og derefter til kølekappen.

En anden vigtig kølepladekanal er smøring. Der anvendes olietåge i cylinderen, smøring gennem hullet i plejlstangen, tvungen sprøjtning med oliedyse og andre metoder. Mere end en tredjedel af varmen kan fjernes ved at cirkulere olien.

Derudover bruges en del af den termiske energi på at opvarme den friske del af den brændbare blanding, der er kommet ind i cylinderen.

Ringene opretholder den ønskede mængde kompression i cylindrene og fjerner broderparten af ​​varmen. Og de står for omkring en fjerdedel af alle friktionstab i forbrændingsmotoren. Derfor kan betydningen af ​​stempelringenes kvalitet og tilstand for stabil drift af forbrændingsmotoren næppe overvurderes.

Normalt er der tre ringe - to kompressionsringe på toppen og en olieskraber på bunden. Men der er muligheder med et andet antal ringe - fra to til seks.

Rillen på den øverste ring i silumin Det sker, at det sker med en stålindsats, der øger slidstyrken.

Ringe er lavet af specielle kvaliteter af støbejern. Sådanne ringe er kendetegnet ved høj styrke, elasticitet, slidstyrke, lav friktionskoefficient og bevarer deres egenskaber i lang tid. Tilsætninger af molybdæn, wolfram og nogle andre metaller giver yderligere varmebestandighed til stempelringe.

Nye skal slibes ind. Hvis du har udskiftet ringene, skal du sørge for at køre forbrændingsmotoren i nogen tid, så du undgår intense driftsforhold. Ellers kan ulappede ringe overophedes og miste elasticitet og i nogle tilfælde endda gå i stykker. Resultatet kan være tætningsfejl, tab af kraft, smøremiddel, der trænger ind i forbrændingskammeret, overophedning og udbrænding af stemplet.